VOR — VHF Omnidirectional Range
VOR (VHF Omnidirectional Range) ist seit den 1950ern das wichtigste landgestützte Funknavigationssystem der zivilen Luftfahrt. Eine Bodenstation sendet ein Signal, aus dem das Flugzeug seine magnetische Peilung (Radial) vom Sender ableitet.
Quelle: ICAO Annex 10 Volume I, Kapitel 3 Specifications for radio navigation aids.
Funktionsprinzip — Phasenvergleich
Die VOR-Station sendet zwei Signale auf der gleichen Frequenz:
- Referenzsignal (omnidirektional, alle Richtungen gleich).
- Variables Signal mit phasenverschobenem Drehmuster (die Phase variiert linear mit der magnetischen Peilung vom Sender).
Das Flugzeug-Empfangsgerät bestimmt das Radial durch das Prinzip des Phasenvergleichs zweier Signale ("VOR radials are defined based on the principle of phase comparison of two signals") — der Phasenunterschied zwischen den beiden Signalen entspricht direkt der magnetischen Peilung vom Sender (Radial).
Das Radial (QDR) einer VOR-Station ist auf magnetisch Nord bezogen ("the radial (QDR) of a VOR station is related to magnetic north").
Frequenzband
VHF Omnidirectional Beacons (VOR) operieren im Frequenzband 108 MHz bis 117,975 MHz ("VHF omnidirectional beacons (VOR) operate in the frequency band from 108 MHz to 117.975 MHz"):
- 50 kHz Kanalabstand.
- 108,00–111,95 MHz: gerade 100-kHz-Kanäle für ILS-Localizer; ungerade 100-kHz-Kanäle für VOR.
- 112,00–117,95 MHz: nur VOR.
Beispielfrequenzen: 110,1 MHz (VOR Frankfurt), 112,3 MHz (VOR Trasadingen).
Beispiel-Frequenz: ein Sender mit Frequenz 108,8 MHz ist ein VOR ("a transmitter with a frequency of 108.8 MHz is a VOR") — 108,8 MHz ist eine ungerade 100-kHz-Frequenz im VOR-Band.
TVOR mit ATIS — A9-Modulation
Ein VOR auf der Frequenz 110,6 MHz/A9 ist ein TVOR (Terminal VOR) der ATIS broadcastet ("a VOR transmits on frequency 110.6 MHz/A9. The station is a TVOR that broadcasts ATIS"):
- A9-Modulation = kombinierte A2/A3-Modulation: VOR-Identifier (A2, Morse mit Audio-Ton) plus Sprach-Modulation (A3) für ATIS-Broadcast.
- Pilot kann ATIS direkt am VOR-Empfänger hören, ohne extra Funkfrequenz.
- Verwendung: viele Terminal-VORs (Klasse T) an Flughäfen senden zusätzlich ATIS auf der VOR-Frequenz.
Quasi-optische Ausbreitung
Übertragungen einer VOR-Bodenstation können von Beugung, Absorption und Reflexion betroffen sein ("transmissions of a VOR ground station can be subject to diffraction, absorption and reflection"); ihre Reichweite ist durch die quasi-optische Ausbreitung von Funkwellen im VHF-Band begrenzt ("its range is limited by the quasi-optical propagation of radio waves in the VHF band"). Konsequenz: VOR ist ein Line-of-Sight-Funkfeuer → unterhalb des Horizonts (gekrümmte Erde, Berge im Weg) kein Empfang.
Reichweite — Höhenabhängig
Die VOR-Reichweite hängt von der Flughöhe ab (Faustregel R [NM] ≈ 1,23 × √h [ft]):
| Flughöhe AGL | VOR-Reichweite |
|---|---|
| 1.000 ft | ~ 39 NM |
| 3.000 ft | ~ 67 NM |
| 5.000 ft | ~ 88 NM |
| 10.000 ft | ~ 123 NM |
| FL200 | ~ 174 NM |
Bei 5000 ft AGL kann eine Reichweite von ungefähr 88 NM im VHF-Bereich (VOR) erwartet werden.
Klassen (Service Volume, ICAO Annex 10)
| Klasse | Reichweite | Höhenbereich |
|---|---|---|
| Terminal (T) / TVOR | 25 NM | 1000–12.000 ft AGL |
| Low (L) | 40 NM | 1000–18.000 ft AGL |
| High (H) | 40 NM bei niedriger Höhe, 130 NM bei FL145–FL600 | Schichtweise mehr Reichweite |
Bedienung im Cockpit
OBS — Course Selector
Der "OBS"-Knopf am VOR-Indikator ist der Course Selector ("the button labelled 'OBS' on the VOR indicator is the course selector") — Pilot wählt das gewünschte Radial.
CDI (Course Deviation Indicator)
- Nadel zeigt Abweichung vom gewählten OBS-Kurs.
- Skala: typisch 5 Punkte (dots) auf jeder Seite.
- Jeder Punkt entspricht 2° Abweichung beim VOR ("on a CDI with five dots on each side, every dot means 2° at VOR").
- Eine volle Auslenkung der CDI-Nadel bei eingeschaltetem VOR bedeutet Abweichung von mehr als 10° ("a full deflection of the CDI needle with the VOR indicator switched on means deviation from the reference course (OBS) of more than 10°") — d.h. 5 dots × 2° = 10° = Full Scale.
TO/FROM-Anzeige — Radial vs. Kurs
Wenn der VOR-Indikator "TO" anzeigt, wird der Radial von der gegenüberliegenden Seite abgelesen ("when the VOR indicator shows 'TO' then the radial is read from the opposite side"):
- "FROM" bedeutet: der Radial entspricht dem OBS-Wert (Radial geht vom Sender weg durch das Flugzeug).
- "TO" bedeutet: der Radial ist gegenüberliegend zum OBS (180° + OBS = aktuelles Radial).
- Direkt über dem Sender schaltet die TO/FROM-Anzeige durch ein "OFF"-Flag — gleichbedeutend mit "Overhead the station".
Worked Example: Position bestimmen
Ein Flugzeug fliegt auf einem nördlichen Heading (000°), hat den OBS auf 180° eingestellt, sieht "TO"-Anzeige und die CDI-Nadel links von der Mitte. Relative zur VOR-Station:
- OBS 180° + "TO" → tatsächliches Radial = 360°/0° (Pilot kommt von Süden, fliegt nach Nord, Station vor sich).
- CDI links → Station ist links vom Pilot (also westlich) → also Pilot ist östlich der Station.
- Kombination: Pilot östlich + nördlich? Genauer: Pilot ist nord-westlich der Station (Station 180° TO heißt Station südlich; aber CDI Linkages-Auslenkung verschiebt das nach W) → Nordwest der Station.
Genauigkeit
Die ungefähre Genauigkeit eines VOR ist ± 2° ("the approximate accuracy of a VOR is +/- 2°").
- ICAO Annex 10 Vorgabe: ≤ ±5° (95 % Konfidenz).
- In der Praxis oft besser: ±1-2° für Standard-VOR, ±0,5-1° für DVOR.
- Bei 60 NM Distanz vom Sender entspricht 2° = 2 NM laterale Genauigkeit.
Cone of Silence — Position direkt über dem VOR
Der Begriff "Cone of Silence" beschreibt den direkt über der Sendeantenne liegenden trichterförmigen Bereich, in dem kein Empfang möglich ist ("the term 'cone of silence' means the area directly overhead (funnel shaped) the transmission antenna within which no reception is possible"):
- Ca. 30° Halbwinkel oberhalb des VOR — bei Überflug "verschwindet" das Signal.
- Unmittelbar vor dem Anflug an die VOR-Station weicht der CDI ab — das liegt daran, dass das Flugzeug sich dem Cone of Silence nähert ("immediately before the approached VOR station, the course deviation indicator (CDI) deviates. This is because the aircraft approaches the cone of silence").
- Symptom: TO/FROM-Anzeige geht auf "OFF" oder flackert; CDI schwankt stark.
- Resultat: Pilot weiß, dass er über dem VOR ist — dies wird als Station Passage verwendet (Funkfix).
VORTAC und VOR/DME
VOR-Typen:
- VOR: einzelner VOR-Sender.
- VOR/DME: VOR + DME (ziviler Distance Measuring) co-lokiert.
- VORTAC: VOR + militärisches TACAN — TACAN enthält ein DME-äquivalentes Distanz-Signal.
Nur die VOR-Komponente einer VORTAC-Bodenstation kann mit einem konventionellen VOR-Empfänger verwendet werden ("only the VOR component of a VORTAC ground station can be used with a conventional VOR receiver"). Das TACAN-Bearing-Signal wird vom zivilen VOR-Empfänger nicht entschlüsselt.
DVOR — Doppler VOR
Doppler VOR (DVOR) ist eine modernere Generation:
- Nutzt Doppler-Verschiebung für die Bearing-Bestimmung (über eine Ringantennenkonfiguration).
- DVORs haben bessere Genauigkeit als normale VORs und können mit jedem normalen VOR-Empfänger verwendet werden ("Doppler VORs (DVOR) have better accuracy than normal VORs and can be used with every normal VOR receiver") — keine Bord-Hardware-Änderung nötig.
- Weniger anfällig für Reflexionen am Boden (z.B. an Bergen oder Gebäuden).
Vorteile VOR gegenüber NDB
Vorteile der VOR-Navigation gegenüber NDB sind die geringere Anfälligkeit gegenüber atmosphärischen Störungen und höhere Genauigkeit ("advantages of VOR navigation compared to NDB is the lower susceptibility to atmospheric disruption and higher accuracy"):
- Quasi-optische VHF-Ausbreitung: keine Sky-Wave-Interferenz, keine starke Nacht-Drift, keine Coast-Refraktion in vergleichbarem Maße wie NDB.
- Genauigkeit ±2° vs. ±5-10° beim NDB.
- Phasenvergleich ist robuster als reine Peil-Antenne.
Cross-Cut — Positionsfix mit zwei VORs
Zwei VOR-Radials geschnitten ergibt eine Position:
- Beste Genauigkeit bei Schnittwinkel 60°–120°.
- Bei kleinerem Schnittwinkel (z.B. < 30°) wächst die Fehlerellipse stark.
Operativ
- Pre-Flight Check: Frequenz und Identifier (Morse-Code, 3 Buchstaben + Pause + 3 Buchstaben Wiederholung) verifizieren.
- In Flug: regelmäßig den korrekten OBS überprüfen.
- Limitations: bei nahem CB Statik, bei reflektierenden Hindernissen (Tunnel, Berghang) ggf. Spurious-Signale.
VOR-Ausphasung
MON (Minimum Operating Network): FAA und EASA reduzieren das VOR-Netz schrittweise zugunsten GNSS-basierter Verfahren. Stand 2024: viele VORs in den USA bereits abgeschaltet, in Europa langsamer. Wichtig zu wissen — nicht alle Karten-VORs sind in Betrieb! Aktuelles NOTAM-Briefing prüfen.